硬科技:當AMD Vega繪圖核心與Intel的處理器送作堆

2018.10.08 04:23PM
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實裝AMD第五世代GCN架構的「Vega (織女星)」,應當是近10年來最具話題性的AMD繪圖晶片了,尤其隨著看似不可思議、卻證據確鑿地流傳於街坊好一陣時日的「Kaby Lake-G」,在2017年11月終於「狼來了」還同場加映AMD繪圖晶片高階主管隨即跳槽Intel的肥皂劇,這段「送鹽予敵」的脫線戲碼,註定讓Vega在繪圖晶片史上留下不朽的地位—即使AMD繪圖晶片的最大競爭者NVIDIA還是一副不痛不癢的樣子,近期嶄新的Turing微架構又再度讓AMD看不到NVIDIA的車尾燈了。

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大多數讀者看到Kaby Lake-G,第一時間會直覺聯想到的不外乎「啊,只不過又是使用Intel的『高級膠水技術』EMIB黏出來的產品,從2014年就聽到現在,沒什麼了不起。」。

比較用功的科科,或許會記得Intel正企圖將EMIB用來連接裸晶的「矽橋 (Silicon Bridge)」,正名為「先進界面匯流排 (AIB, Advanced Interface Bus)」並公開免費授權以「建立產業生態系」,腦中還順便浮現諸多先進的封裝技術名稱,像已經應用在Apple處理器的台積電InFO和一堆所謂2.5D封裝,如台積電的CoWos。

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但支撐AMD Vega繪圖核心與Intel Kaby Lake「手牽手」在一起的,並不只有EMIB之類的硬體製造技術,與電源管理相關的「軟體」更是舉足輕重,特別當你「黏」到了其他廠商的晶片,否則Intel也沒必要大費周章跑來IEEE Hotchips這麼重要的場子來變相進行技術行銷工作了。這場議程的重頭戲,在於早已行之有年但遲遲無人關心 (除了某些恨之入骨的超頻玩家) 的「動態溫控調整平台框架 (DPTF, Dynamic Platform Thermal Framework)」。

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作業系統通包電源管理功能

近代高效能處理器的電源管理功能,與以往的最不同之處,在於作業系統扮演著舉足輕重的角色。事實上這也是必然要走的一條路,因為只有作業系統本身,才知道目前系統上正在運作的各種程式是否都需要大量的運算,在作業系統的核心排程中,更可以很清楚地知道自己是否處於可以「偷懶」的狀態。

因此在1996年,由微軟、Intel、HP、Toshiba、Phoenix等公司推動「先進電源管理介面 (ACPI, Advanced Configuration and Power Interface)」,將電源管理的權力「大政奉還」給最能全面掌握電腦運作狀態的作業系統,硬體系統上原本利用BIOS所控制,功能有限的電源管理能力也就全面被取代了,更進一步整合Plug and Play BIOS與多處理器系統規範(如Intel在1993年發佈的MPS 1.0)。微軟是制定ACPI的廠商中唯一的作業系統業者,Windows 98是第一款完全支援ACPI的作業系統。

Intel的DPTF是基於ACPI 5.0的處理器功耗調控「框架」,其技術細節可追溯於Intel在2010年於IEEE發表的一篇論文 “An innovative approach to dynamic platform and thermal management for Mobile platforms”,總之講的白一點,就是Intel把DPTF弄成一套看起來比較好用的解決方案,讓系統廠商可以針對使用者體驗,一方面最佳化電源管理,一方面在低功耗模式中壓榨出最多30%的額外效能。這樣講有點玄,舉個例子才會讓科科們比較有感,筆者也不得不在硬碟中「尋寶」,挖出2015年秋季Intel Developer Forum的議程簡報。

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以2-in-1觸控筆電來說好了,它同時會有「純平板 (純手持)」、「接上鍵盤 (放在桌上打字)」和「接上底座 (只會觸碰螢幕)」3種應用場景,使用者在這3種場景對於「耐熱」的忍受度有所不同。從DPTF 8.1版開始,可以作到以下的行為模式,讓使用者更感舒適:

  • 原本我的平板正處於插在鍵盤上的「Clamshell」模式,被拔起來,啟動DPTF的「被動模式」強制降低處理器時脈。如果系統透過重力感測器、察覺到被平放在桌面上,代表平板背後的散熱空間更小,時脈就會被降的更低。
  • 插回鍵盤,或著被垂直放置,散熱面積變大,就可放寬溫度限制,提高時脈。
  • 如插上底座,使用者只會接觸螢幕,又有外部電源供應,就毫無顧忌啟用「主動模式」馬力全開,放影片放的更順,跑遊戲跑得更爽。

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DPTF也能管到隔壁棚的AMD VEGA

扯了這麼多,我們再回到Hotchips的簡報內容,Intel想表達的重點只有一個:我家的DPTF也可以管到AMD的Vega,而且藉由分割Intel AMD兩邊的電源供應區域 (Power Domain),還可以針對整個平台作進行最佳化的電源管理。

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接著,既然已經可透過DPTF去有效控制EMIB封裝中不同晶片的電源傳輸機制,並根據需求向處理器和獨立繪圖核心分配電源,Intel即可實現動態調控處理器和繪圖核心的「動態功耗調節 (Intel Dynamic Tuning)」,視應用程式的需求,調節處理器和繪圖核心的負載與功耗,像蹺蹺板一樣的互通有無兩邊的餘裕。這嚴格說來,其實也稱不上什麼「新功能」,而是一切早就水到渠成、但卻被硬擠出來的「技術行銷名詞」。

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俗語說得好,「聯合次要敵人,打擊主要敵人」,結合Intel處理器和AMD繪圖核心的Kaby Lake-G就來跟搭配NVIDIA GTX 1050的Intel i7-8550U (Kaby Lake R,4C/8T,最高時脈4GHz) 比長短,結果當然是Intel AMD聯軍大勝了。不過對一般桌機使用者來說,這2種組合是否價格相近,或著Kaby Lake-G所節省的空間和電力是否值得花費更多的預算,也許需要精打細算一下。

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最後,Intel在Hotchips的簡報內容,絲毫未提AMD,假若換成對個人電腦產業一無所知的讀者,搞不好還會以為Vega是Intel的產品呢。

至於為何Intel和AMD會變相結盟?筆者一直深信:87%源自於爭取Apple訂單的需求。但真相如何,也早已死無對證了,就請各位科科慢慢想吧。

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